黃 榮

隨著計算機和網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，人們可以在任何時間、任何地點學習任何知識。數(shù)字化學習是教育發(fā)展的必然趨勢，它能夠?qū)處熃虒W進行輔助并減輕教學負擔，學生則能夠在虛擬實驗室和模擬環(huán)境中學習相關知識和技能[1]。目前，數(shù)字化學習已經(jīng)運用于很多的教學課程，而在體育領域卻發(fā)展緩慢。本文嘗試在體育教學方面運用一套數(shù)字化學習系統(tǒng)，旨在促進體育教學的發(fā)展。

1 教學設計與ADDIE模型

教學設計是根據(jù)教學對象和教學目標，運用系統(tǒng)方法將教學目標、教學條件、教學方法、教學評價等教學環(huán)節(jié)有序、優(yōu)化地安排成教學方案的過程[3]。教學設計理論遵循學習效果最優(yōu)的原則，目的是增強學生的學習興趣、提高學習效果。ADDIE[4，5]是指一套系統(tǒng)地發(fā)展教學的方法，涉及到分析、設計、開發(fā)、實施和評估五個基本步驟。該模型基于教學設計理論，是教學內(nèi)容設計的規(guī)范步驟。通常可用于制定課程，設計課件和教學，也可被用作支持系統(tǒng)的設計和開發(fā)?；贏DDIE模型概念，大部分的教學策略都可以被考慮到。

圖1為ADDIE模型概念。ADDIE模型包含五個階段，各階段間會相互作用并相互聯(lián)系。ADDIE的開發(fā)就是要嚴格按照這五個階段的要求設計和開發(fā)體育數(shù)字化的教學平臺。下文將依次從設計和開發(fā)的角度描述如何基于ADDIE模型構建體育數(shù)字化的教學平臺。

圖1 ADDIE概念模型

2 數(shù)字化體育教學平臺設計

平臺的設計工作對應ADDIE模型的分析和設計兩階段任務。分析階段要確定了解到的需求、證明實際存在的需求及確定中間的差距，這需要邀請體育領域?qū)＜曳治鰞?nèi)容，構建教學框架和學習策略，通過課程設計師分析和體育專家達成共識。設計階段始于分析階段的成果，會形成許多的基礎要素，這些基礎要素都會導向第三階段——開發(fā)階段。

2.1 分析階段工作

2.1.1 教學內(nèi)容分析 這項工作需要分析出體育教學的教學內(nèi)容、教學對象和教學目標。體育課教學內(nèi)容基本可分為:理論部分和實踐部分。就教學組織形式而言又包括室內(nèi)教學和室外教學。教學對象是中學生或非體育專業(yè)的大學生，因此教學目標就是讓學生能夠獲取基本體育技能，養(yǎng)成良好的體育習慣，形成良好的體育道德規(guī)范和體育行為，

以及對體育運動損傷的基本急救措施。理論知識部分的教學一般在室內(nèi)開展，該部分可以促進學生了解體育運動的技戰(zhàn)術知識，掌握相關的體育規(guī)則;實踐部分的教學，要求學生能夠熟練掌握基本技術動作，技術動作操作的熟練程度以迅速、連貫、精確和輕松為指標來衡量[6]。

2.1.2 課件內(nèi)容分析 這項工作是基于對教學內(nèi)容的分析，需要確定課程的核心內(nèi)容以及為表現(xiàn)內(nèi)容所使用的媒體類型。課件核心內(nèi)容需要邀請體育領域?qū)＜疫M行分析，構建教學框架和學習策略;媒體類型的選擇按照需求性原則和經(jīng)濟性原則進行考量，在滿足教學需求的前提下，以最少的資金投入提供能提高學生學習熱情的專業(yè)的教學課件。一般而言，對于理論性的教學內(nèi)容可以較多采用文字、動畫相結合的課件進行課前演示，學生通過網(wǎng)絡隨時隨地查閱相關課件進行自學;對于實踐性的教學內(nèi)容可采用視頻、解說相結合的課件進行實時教學，考慮到目前3G技術的普及，可以為用戶提供手機教學視頻瀏覽功能，提高在室外等不具備計算機教學環(huán)境下的數(shù)字化教學資源利用率。表1為體育教學內(nèi)容和課件媒體類型的一般對應關系。

表1 體育教學內(nèi)容和課件媒體類型對應關系

2.2 設計階段工作

高校體育數(shù)字化教學平臺的設計主要包括各類課件的設計以及承載課件的信息化平臺的設計。在這個階段需要設計出平臺的架構、課件的組織結構和內(nèi)容、系統(tǒng)的交互和反饋評價機制、課件中使用的媒體元素和效果等。

2.2.1 課件設計 根據(jù)分析階段成果，設計四類不同的多媒體課件，包括:體育技戰(zhàn)術、體育規(guī)則、器材維護保養(yǎng)和救護處置。所有這些課件都可以通過體育數(shù)字化教學平臺查看。該平臺整合了視頻、聲音、動畫和3D VRML模型等不同的數(shù)字媒體內(nèi)容。

(1)體育技戰(zhàn)術課件。每一項體育運動都包含了基本動作和高級動作，并且許多動作都會表現(xiàn)出持續(xù)性和連續(xù)性。技戰(zhàn)術教學課件應當按照內(nèi)容從易到難來進行安排，課件應當支持視頻回放、視頻慢放、多角度同步觀看等要求。為此根據(jù)不同體育項目的特點，在體育運動場地周圍合適的位置分別安放攝像頭，從多個角度對運動員的動作進行同步錄制。如圖2所示為網(wǎng)球場館中不同角度運動攝影示意圖。

圖2 不同角度運動攝影示意圖

(2)體育規(guī)則課件。體育規(guī)則的教學目標要求學生能夠回憶起相關的知識點，對學習的內(nèi)容有簡單的了解。體育規(guī)則往往枯燥乏味，因此為了增加學生的學習興趣，并能留下較深刻的印象，體育規(guī)則課件應當采用簡單易懂、生動活潑、富有激情的表現(xiàn)方式，而2D動畫就能夠很好地滿足上述課件設計要求。然而在課件中使用動畫應當防止動畫元素和效果過于繁雜，導致喧賓奪主的問題出現(xiàn)。有文獻[7，8]指出，教學中使用動畫應當特別謹慎。使用多媒體教學資料時，大量的文字和繁復的圖片將影響到注意力，所以教學中的動畫設計應當遵循講解清晰、文字簡練、圖片恰當?shù)脑瓌t。

(3)器材維護保養(yǎng)課件。傳統(tǒng)體育教學中對器材的維護和保養(yǎng)大多停留在理論講解層面，學生難以形成直觀感性認識，實際的操作機會就更少。器材維護保養(yǎng)課件是為了達到形象化的教學效果，將采用3D VRML模型來模擬真實的器材維護保養(yǎng)操作。虛擬現(xiàn)實技術提供了3D仿真環(huán)境，使用戶能夠在這樣的環(huán)境中模仿與現(xiàn)實世界事物的交互[9，10]。本文將使用 Java 3D技術開發(fā)3D動畫。JAVA 3D從高層次為開發(fā)者提供對三維實體的創(chuàng)建、操縱和著色，使開發(fā)工作變得極為簡單。

(4)救護處置課件。體育救護處置在教學中與器材維護保養(yǎng)存在類似問題，這里同樣使用JAVA 3D技術開發(fā)急救處置課件。

2.2.2 信息化平臺設計 課件的存儲、整合和使用需要信息化平臺來實現(xiàn)。平臺使用SQL Server數(shù)據(jù)庫存儲課件，開發(fā)課件管理系統(tǒng)實現(xiàn)對課件的存儲和整合?；趙eb2.0技術規(guī)范實現(xiàn)課件資源的網(wǎng)絡化，同時開發(fā)wap頁面提供手機觀看課件的功能。圖3所示為信息化平臺架構。

圖3 信息化平臺架構

3 數(shù)字化體育教學平臺開發(fā)

開發(fā)工作包括課件的制作和信息化平臺的開發(fā)。課件制作是一項費時的工作，包括內(nèi)容的確定，文字、圖片、聲音、視頻以及動畫的編輯和制作。平臺的開發(fā)需要一次完成，主要任務是網(wǎng)絡環(huán)境的搭建和系統(tǒng)軟件的編寫、測試及部署。需要注意的是課件開發(fā)和平臺開發(fā)不必同步。在信息化平臺部署以后可以隨時整合任何課件，接下來對各種不同課件的制作過程進行描述。

3.1 課件開發(fā)

3.1.1 體育技戰(zhàn)術課件 對于體育技戰(zhàn)術課件，主要使用視頻媒體課件演示。四個角度的動作同步攝制，可以使我們有效地獲得動作的各種細節(jié)信息，同時使用繪聲繪影視頻編輯軟件對原始視頻資料進行初步剪輯，形成合適的視頻片段。接著對要點和關鍵動作進行慢動作處理，然后請專家和教練檢查這些動作是否正確;根據(jù)專家意見將視頻片段分為標準動作和錯誤動作，通過對比加深學生對技戰(zhàn)術的理解和掌握;之后邀請教學專家對每個視頻片段的內(nèi)容進行講解錄音，對錄音內(nèi)容進行相應的編輯處理;最后根據(jù)教學內(nèi)容和策略，將處理過的視頻片段和錄制的解說組合成完整的教學視頻課件。圖4為使用繪聲繪影編輯羽毛球技術動作的視頻課件。

圖4 視頻編輯應用程序

在視頻課件制作完成以后，所有視頻文件需要被轉(zhuǎn)換為Flash的FLV格式。該格式支持網(wǎng)絡流媒體功能，降低視頻文件對帶寬的要求。通過體育技戰(zhàn)術課件，學生可以通過用戶界面從四個不同視角觀察這些動作，同時對比正確和錯誤的動作，以便更好地掌握技術動作要領和戰(zhàn)術要點。這樣既增強了學生的學習動力，還能提高學習效果。

3.1.2 體育規(guī)則課件 體育規(guī)則課件使用Flasn動畫開發(fā)工具制作。在每個體育規(guī)則課件中，配以適當?shù)慕庹f詞進行講解。通過使用Flash的腳本語言編寫人機交互功能，通過交互功能用戶便能夠選擇感興趣的內(nèi)容進行學習。圖5顯示了演示足球規(guī)則的Flash課件。

圖5 足球比賽規(guī)則flash課件

3.1.3 器材維護保養(yǎng)課件 在制作器材維護保養(yǎng)課件時，可使用Java 3D進行開發(fā)。在項目中，已創(chuàng)建了羽毛球拍、網(wǎng)球拍等的維護和保養(yǎng)相關課件，以后會陸續(xù)對其他器材設施制作維護保養(yǎng)相關的課件。

3.1.4 救護處置課件 在制作救護處置課件時，使用Java 3D進行開發(fā)。在項目中，已創(chuàng)建了心臟復蘇急救課程相關課件，并且還將創(chuàng)建其他急救處置教學課件，如三角繃帶和管繃帶的使用方法。圖6演示了使用Java 3D模型創(chuàng)建的心臟復蘇術課件。

圖6 心臟復蘇術課件

3.2 信息化平臺開發(fā)

在平臺開發(fā)中，所使用的開發(fā)工具為Visual Studio開發(fā)平臺。開發(fā)主要工作包括:課件資料的上傳和下載、用戶在線課件瀏覽、流媒體播放功能等。為了實現(xiàn)瀏覽器統(tǒng)一訪問各類課件資源，需要將視頻文件轉(zhuǎn)換為FLV流媒體格式進行保存，3D模型轉(zhuǎn)換為VRML格式文件以支持網(wǎng)絡傳輸。此外對于多角度觀看體育技戰(zhàn)術視頻課件，用戶需要通過瀏覽器界面與系統(tǒng)進行交互，控制各個角度播放器的播放。同時瀏覽器界面還要提供重復播放功能，因為這些視頻課件綜合了慢動作和解說等教學方式，學生能夠通過該平臺來學習體育動作。

3.3 實施和評估

目前，體育數(shù)字化教學平臺已向體育教育領域的多位教授進行了演示，同時分別邀請中學生和大學生各100名學生進行了實際使用，大多數(shù)人認為對某些特定體育項目是有所幫助的。根據(jù)他們的總結評論，基于ADDIE的體育教學平臺的方案是可行的。然而，需要強調(diào)的是任何形式的教學技術與基于面對面的教師教學培訓方式必須相互結合，不能一味地依靠數(shù)字化教學，只有這樣才能形成良好的教學效果。

4 小結

本文開發(fā)了一個針對體育教學的數(shù)字化平臺，該平臺基于ADDIE模型的概念并制作了相關課件。使用像視頻、聲音、動畫和Java3D技術等不同的多媒體數(shù)字內(nèi)容和元素來表現(xiàn)教學內(nèi)容。對于學生而言，所有系統(tǒng)提供的課件不僅可用于學習和改進體育技能，而且還可幫助他們建立體育道德認同;讓他們獲得急救處置的技巧和知識，這些技巧和知識可能會在發(fā)生意外時幫助他們自己或其他的人挽救生命。目前，平臺只提供了教學用的多媒體課件，將來還將對計算機輔助測試和計算機輔助教育管理等方面進行設計和開發(fā)，與本文的計算機輔助教學進行整合，構成完整的計算機教學平臺。

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